本发明属于生物医学组织工程技术领域，公开了一种组织工程气管及其构建方法与应用，包括：定向纤维层，由PCL纤维打印而成的圆柱管状结构；血管层，由打印的凝胶纤维沉积在所述定向纤维层的外表面，所述血管层与所述定向纤维层一体成型；支撑层，由PCL纤维沉积在所述血管层的表面，所述支撑层、所述血管层和所述定向纤维层一体成型。利用3D打印机快速打印具有定向纤维层、血管层、支撑层的一体化管状结构，血管化的一体化管状结构能够为细胞生长提供物质交换的场所，有利于细胞快速生长，短期内(7天)即可培养出具有生物活性的组织工程气管。